PERSPECTIVES

À travers des travaux effectués dans cette thèse, nous avons traité quelques problèmes relatifs aux communications coopératives, à savoir la sélection de relais, l’adaptation du débit et le contrôle de puissance. Néanmoins, plusieurs autres questions pourraient être traités et des améliorations envisagées.

 Les scénarios utilisés dans notre travail concernent des réseaux moyennement denses (entre 9 et 30 nœuds). Cependant, il peut être important d’étudier des scénarios réseaux denses. Ainsi, notre premier objectif pour nos futurs travaux consiste à pousser encore la recherche et à étudier nos protocoles proposés dans différentes conditions de réseau, en particulier, le contexte de forte densité des nœuds. Cela nous permettra de voir l’impact de la forte charge du réseau sur les performances globales du système.

 

Protocoles coopératifs pour les réseaux sans fil   

 Pour sélectionner le meilleur relais, nous avons utilisé un système distribué fondé sur la technique du back-off. Cette technique est très efficace lorsque nous utilisons une longue période de sélection de relais. Cependant, une longue période de sélection réduit l’efficacité de sélection de relais et réduit le gain de la coopération. A contraire, une courte période, augmente la probabilité de collision entre les relais potentiels. Par conséquent, il existe un compromis entre l’efficacité de sélection de relais et la probabilité de collision. Améliorer cette technique de contention entre les relais ou proposer d’autres solutions est une perspective pour nos futurs travaux. Plusieurs approches ont été proposées afin de réduire la probabilité d'une collision. Dans [MeSh10], deux approches optimales sont présentées. La première minimise la probabilité d'une collision entre plusieurs relais et la seconde minimise la durée de la sélection. L’étude et la mise en œuvre de ces régimes optimaux pourrait être un bon chemin à explorer.

 Dans cette thèse nous avons proposé deux protocoles coopératifs au niveau de la couche MAC. La couche MAC est responsable des transmissions de proche en proche. Pour un réseau entièrement connecté (fully-connected), l’utilisation de la coopération au niveau MAC uniquement, peut être suffisante pour améliorer les performances de ce réseau sur un seul saut. Cependant, dans un réseau ad hoc multi-saut, les nœuds ne sont pas forcément à portée les uns des autres, ils doivent impérativement faire appel à la couche réseau afin de communiquer avec les autres nœuds qui ne sont pas à leur portée. Cela permet de créer un réseau ad hoc multi-saut entièrement connecté. Par conséquent, l’utilisation de la coopération avec une approche inter-couche entre la couche MAC et la couche réseau peut être très bénéfique pour l’amélioration des performances du réseau ad hoc multi-saut.

Cette conception inter-couche entre les couches MAC et réseau peut être utilisée pour lutter contre la rupture des liens et pour établir des routes plus stables et profiter ainsi des avantages des communications coopératives en termes d’énergie économisée lorsque plusieurs terminaux coopèrent pour transmettre l'information au prochain saut le long de la route vers la destination. De plus, les informations de routage peuvent aider à améliorer la fiabilité de la transmission en prenant une meilleure décision de coopération [LVKA08]. Faire de la coopération avec une conception inter-couche MAC-réseau sera une autre perspective pour notre travail.

 Le contexte de notre travail été celui des réseaux sans fil ad hoc. En raison de leur nature sans infrastructure, ces réseaux sont relativement difficiles à gérer dans la mesure où il n’y a pas de contrôleur central qui permette de gérer tout le réseau. En revanche, les communications sans fil dans les réseaux WLANs sont faciles à gérer, puisque tout est centralisé et que le point d’accès contrôle et coordonne tout l’accès au support sans fil. Cependant, le problème des stations à faible débit reste encore un problème à régler dans ce type de réseaux. De plus, dans les réseaux WLANs, les interférences intercellulaires et la réutilisation spatiale représentent un grand défi à relever.

Nous pensons que l’implantation de notre protocole PRACT avec son contrôle de puissance et son adaptation de débit, peut apporter des solutions à ces problèmes dans les réseaux

WLANs. Le contrôle de puissance permet de réduire la zone d’interférences. Par conséquent, réduire les interférences entre cellules adjacentes utilisant la même fréquence de transmission et augmenter la réutilisation spatiale, tandis que l’adaptation du débit permet d’accélérer les transmissions depuis et vers le point d’accès. Ainsi, le problème des stations à faible débit sera réduit. Notre perspective d’implanter le protocole PRACT dans les réseaux WLANs, peut être considérée comme une continuation de notre travail, mais dans un autre contexte.

 Le protocole pourra aussi être déployé dans les réseaux de capteurs où la consommation d’énergie est un grand obstacle. Toutefois, le contexte de réseaux de capteurs va engendrer de nouveaux défis. Le réseau de capteurs est fondé sur le standard IEEE 802.15.4 [Ieee11]. Ce standard contrairement au standard Wifi (IEEE 802.11), ne propose pas d’échange des trames de contrôle RTS/CTS. Il faudra donc adapter PRACT pour acquérir des informations sur l’état du canal afin de choisir le mode de transmission (direct ou coopératif) et d’adapter le débit et la puissance. Par conséquent, il faudra trouver des solutions pertinentes pour contourner cet obstacle. En outre, dans, les deux protocoles proposés, nous avons utilisé comme métrique de sélection de relais la qualité de la liaison coopérative. Ainsi, vu l’importance de la consommation d’énergie dans les réseaux de capteurs, nous pouvons ajouter à notre mécanisme de sélection de relais la métrique d’énergie résiduelle pour s’adapter mieux à ces réseaux.

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Acronymes

3G Third Generation

4G Fourth Generation

ACK Acknowledgement

AF Amplify and Forward

AHN Ad Hoc Network

AP Access Point

ARF Auto Rate Feedback

AARF Adaptative Auto Rate Feedback

AWGN Additive White Gaussian Noise

BC Broadcast Channel

BEB Binary Exponential Backoff

BER Bit Error Rate

BPSK Binary Phase Shift Keying

BSS Basic Service Set

CDMA Code Division Multiple Access

CD-MAC Cooperative Diversity MAC

CF Compress and Forward

CSMA Carrier Sense Multiple Access

CSMA/CA Carrier Sense Multiple Access with Collision Avoidance

CTS Clear-To-Send

CCTS Cooperative Clear-To-Send

CFC Clear For Cooperation

CW Contention Window

DARPA Defense Advanced Projects Agency

DCF Distributed Coordination Function

DIFS DCF Inter Frame

DF Decode and Forward

DSSS Direct Sequence Spread Spectrum

EIFS Extended Inter Frame

EMR Efficient Multi-rate Relying

FDMA Frequency Division Multiple Access

FEC Forward Error Correction

FHSS Frequency Hopping Spread Spectrum

IBSS Independent Basic Service Set

IR Infra Red

ISM Industrial, Scientific and Medical

LLC Logical Link Control

MAC Medium Access Control

MIMO Multiple Input Multiple Output

MANET Mobile Ad hoc Network

MRC Maximum Ratio Combining

NAV Network Allocation Vector

NIC Network Interface Card

NGN Next Generation Network

NS2 Network Simulator

OFDM Orthogonal Frequency Division Multiplexing

OSI Open System Interconnection

PCF Point Coordination Function

PCS Physical Carrier Sensing

PDA Personal Digital Assistant

PC Personal Computer

PDP Packet Drop Probability

PDT Packet Drop Time

PLCP Physical layer convergence procedure

PMD Physical Medium Dependant

QAM Quadrature Amplitude Modulation

QoS Quality of Service

QPSK Quadrature Phase Shift Keying

RAMA Relay-Aided Medium Access

RA Rate Adaptation

RACT Rate Adaptation with Cooperative Transmission

RAAM Rate Adaptation Mechanism

RBAR Receiving-based Auto Rate

RCTS Relay-Clear-To-Send

rDCF relay-enabled Distributed Coordination Function

RTR Ready-To-Relay

RTS Ready-To-Send

SIFS Short Inter Frame Space

SINR Signal-to-Interference plus Noise ratio

SNR Signal-to-Noise ratio

SF Store and Forward

STC Space Time Coding

TDMA Time Division Multiple Access

TPC Transmit Power Control

TPRC Transmit Power and Rate Control

VCS Virtual Carrier Sensing

WLAN Wireless Local Area Network

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